¿Es posible que un planeta tenga las mismas estaciones en ambos hemisferios?

Nuestro planeta esférico tiene dos hemisferios divididos en el ecuador. Aquellos que viven en el hemisferio norte experimentan la estación opuesta a los que viven en el hemisferio sur en cualquier época del año. Por ejemplo: verano de Nueva Zelanda/invierno de Gran Bretaña, primavera de EE. UU./otoño de Australia, etc. ¿Es posible que un planeta tenga las mismas estaciones en hemisferios opuestos? ¿Si es así, cómo?

¿Está buscando las mismas estaciones en las mismas latitudes relativas (es decir, 30 grados N es lo mismo que 30 grados S) o está buscando que las estaciones sean iguales en todas partes (es decir, 20 grados N es lo mismo que 80 grados S)?
He creado un mundo donde este es exactamente el caso. No hay inclinación axial y el planeta tiene una órbita más elíptica. Durante mi investigación, descubrí que la parte más calurosa del año (cuando el planeta está más cerca del sol) será notablemente más corta debido al cambio de velocidad a medida que se acerca a la estrella.

Respuestas (8)

Sí es posible, si el planeta tiene poca inclinación axial pero una órbita excéntrica. Luego, el verano será cuando esté más cerca de su sol, y el invierno será cuando esté más lejos, lo que será igual en todo el planeta, tanto en el ecuador como en las latitudes más altas del norte y del sur.

Correcto. Ninja mí por 13 segundos :-)
Te estás perdiendo un efecto secundario muy crucial de las estaciones causado por la excentricidad orbital. Los veranos serán mucho más cortos que los inviernos.
@NateWhite Más corto, sí, pero probablemente no mucho más corto. No se necesita una gran cantidad de excentricidad para producir una diferencia significativa en la insolación entre el afelio y el perihelio, aunque no tengo cifras a mano.
Tendrías que estar 1,8 veces más cerca para dar la misma diferencia en el flujo de radiación solar al mediodía que la diferencia entre el verano y el invierno que se ve en la Tierra a 50 grados de latitud. (sqrt(cos ((50-23,5)*grados) / cos ((50+23,5)*grados))) ; da una excentricidad de 0.28, más si se considera la insolación total por día. Plutón es 0,25 por lo que no es inviable.
@Pete Kirkham: No tan extremo como su cálculo. El calor se transfiere hacia los polos de la tierra, lo que modera las estaciones.
O el planeta podría orbitar una estrella variable, pero probablemente tendría temporadas erráticas de varios años como el mundo de Game of Thrones. O la estrella es una enana marrón o roja, que se sabe que tiene nubes de carbono y metales. Si el eje de la estrella está muy inclinado y estas nubes están dispuestas de forma similar a Júpiter, podrías tener estaciones globales vinculadas al ciclo anual.
@KevinKostlan sí, y el cambio en la duración del día tiene el efecto contrario, que tampoco tomé en cuenta, y luego está el golfo y las corrientes en chorro y así sucesivamente.
@Pete: Buen punto sobre la duración del día. Marte es un ejemplo de la vida real y todavía no es lo suficientemente excéntrico como para compensar, no creo.

Por supuesto. Solo asegúrese de que la inclinación axial sea cero. Básicamente, el 99% de nuestros cambios climáticos se deben al ángulo de incidencia solar, y solo una pequeña cantidad se debe a la distancia entre la Tierra y el Sol (órbita elíptica). La inclinación axial de la Tierra es de aproximadamente 23,44 grados. Para una latitud dada, un poco de trigonometría mostrará cómo cambia el ángulo de incidencia solar (dibuje una línea desde el sol y vea qué ángulo forma con el suelo) a medida que la inclinación axial mira hacia o desde el sol, y tenga en cuenta que "hacia" en el hemisferio norte significa "lejos" en el hemisferio sur.

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Gracias a Matthew por recordarme que hay un cambio significativo en la cantidad de horas de luz diurna a medida que cambia la orientación de la inclinación axial. Eso es al menos tan importante como el ángulo de incidencia de los rayos del sol.

Además, la inclinación tiene un efecto no trivial sobre la duración relativa del día/noche. No estoy seguro de que esto sea exactamente lo que usted (Carl) quiso decir con "ángulo de incidencia solar" (¿el ángulo por sí solo tiene un efecto? Podría...), pero obviamente noches más largas ⇒ menos tiempo cuando el sol está brillante ⇒ menos energía solar acumulada.
@Matthew, tiene razón en que la duración de la luz del día también es importante. voy a editar
@Matthew El ángulo de incidencia por sí solo tiene un efecto muy significativo.
@Hearth, lo sospechaba, pero no estaba seguro. Sin embargo, ahora que lo pienso, si este no fuera el caso, esperaría que los polos (que alternan entre meses de luz solar continua y meses de noche continua) se calienten mucho en verano, lo cual no es así.

Sí

Ampliando las otras respuestas aquí, comencemos con una descripción general de por qué hay estaciones. Me gusta mucho esta descripción :

Tenemos estaciones porque la tierra está inclinada (torcida) a medida que realiza su viaje anual alrededor del sol. El eje de la Tierra está inclinado en un ángulo de 23,5 grados . Esto significa que la Tierra siempre está "apuntando" hacia un lado a medida que gira alrededor del Sol. Entonces, a veces el Sol está en la dirección en la que apunta la Tierra, pero no en otras ocasiones. Las cantidades variables de luz solar alrededor de la Tierra durante el año crean las estaciones.

Aquí hay una visualización de la inclinación orbital y las estaciones de Wikipedia.

Diagrama que muestra la órbita de la Tierra

La Tierra permanece aproximadamente a la misma distancia del Sol porque tiene una órbita (aproximadamente) circular. Pero hay muchos caminos diferentes que un planeta puede tomar para orbitar una estrella. Cuando un planeta se aleja de la estrella, el planeta se vuelve más frío (invierno). Cuando el planeta se acerca a la estrella, el planeta se calienta (verano). El artículo relevante de Wikipedia es complicado, pero este GIF muestra varias órbitas diferentes.

Imagina que estás en el planeta de abajo. Si el planeta no está inclinado, los dos hemisferios experimentarían las estaciones al mismo tiempo. Echa un vistazo a esta pregunta para obtener más detalles.

Un GIF animado que representa una órbita elíptica.

Su animación ilustra otro punto importante: tal mundo tendrá veranos cortos e inviernos largos . Esto es una consecuencia de la segunda ley de Kepler .

Otras respuestas apuntan a la excentricidad como la causa más probable de las estaciones globales. Sin embargo, existe otra causa posible: múltiples estrellas.

Si el planeta estuviera orbitando una estrella doble, la distancia a cada estrella podría cambiar a medida que las estrellas se orbitan entre sí. Si tienen diferente masa y brillo, la cantidad total de calor que recibe el planeta puede cambiar las estaciones de producción.

Un planeta que orbita alrededor de una de las estrellas del sistema binario también podría recibir una cantidad variable de calor de la otra estrella.

Curiosamente, las estrellas binarias podrían dar lugar a una amplia gama de cambios en la radiación e incluso en el color de la luz que podrían convertirse en dispositivos de trama interesantes.

No vale nada que esto dará como resultado temporadas muy cortas, ya que el período orbital de las estrellas binarias será mucho más corto que el del planeta. También señalaré que en esta configuración puede cambiar las estaciones debido a que una estrella eclipsa a la otra.
Es posible que desee ver "Marune: Alastor 993" de Jack Vance, que se desarrolla en un mundo con 4 soles. El clima no es un problema, pero el color de la luz ambiental en cualquiera de las 16 fases solares posibles es un elemento crítico de la trama. Vance incluso proporciona un cuadro de referencia conveniente para el nombre de cada fase del día y lo que se acostumbra hacer en esas fases.
@BBeast: según los parámetros orbitales, ajusta la duración de las estaciones con bastante libertad. En una órbita de tipo S (planeta que orbita alrededor de una estrella), la órbita de la otra estrella puede ser muy larga. Incluso para estrellas circumbinarias, si las distancias son lo suficientemente grandes, es posible un ciclo de estaciones de 1 año (terrestre).
@PrimeMover - Y "Nightfall" de Asimov, donde el clima no es el dispositivo de la trama, sino la luz solar continua de dos estrellas diferentes.
@Pere Esto es cierto. Aunque, la intersección de 'configuración orbital estable', 'zona habitable' y 'hace las estaciones que desea' probablemente no sea trivial. El problema de los tres cuerpos es conocido por tener muchas configuraciones inestables (hay algunas configuraciones estables, a menudo relacionadas con la resonancia).

Inclinación cero, órbita elíptica son los requisitos, pero hay algo más que es importante... los vientos.

Los vientos soplan debido a los diferenciales de presión debido principalmente a dos razones en la tierra, las diferencias de insolación térmica que impulsan los vientos mar-tierra viceversa y las fuerzas de Coriollis que impulsan los vientos planetarios.

En la situación anterior, incluso con una distribución desigual de la masa terrestre, es posible que la mayoría de los vientos soplen hacia los polos... causando un adelgazamiento de la atmósfera cerca del ecuador... la gente puede corregirme en los comentarios sobre esta predicción que estaré encantado de editar.

Enlace de simulación aquí

El adelgazamiento de la atmósfera no va a ser mucho: subir o bajar 100 metros lo expondrá a una mayor variación de presión que pasar de un área de alta presión a una de baja presión, a menos que tenga situaciones extremas (tiene muy baja presión en el ojo de un huracán, tendrás que subir 500 metros para obtener la misma diferencia).
'¿Es posible que un planeta en una órbita circular sin inclinación axial aún tenga estacionalidad?' - fenómeno localizado, coincidentemente anual, para ajustarse a la definición de temporada , +1

Hay cinco maneras en que esto podría suceder:

  • una órbita muy excéntrica con poca o ninguna inclinación axial
  • una estrella pulsante con poca o ninguna excentricidad o inclinación
  • la mayor parte de la energía del planeta proviene de una estrella que orbita un agujero negro que comparte una órbita similar con el mismo semieje mayor pero tiene una excentricidad diferente al planeta
  • el planeta está en un sistema con estrellas binarias y poca inclinación/excentricidad
  • el "planeta" es una luna de un gigante gaseoso que recibe calor del bloqueo de las mareas

El planeta podría ser un planeta rebelde que no orbita ninguna estrella. Existe en permanente oscuridad invernal, igual en ambos hemisferios. Es casi seguro que esto no es lo que busca la pregunta, pero pensé que incluiría el caso degenerado para completarlo.

Como ejemplo, Venus con su atmósfera extremadamente espesa sobre un mundo rocoso produce temperaturas y estaciones extremadamente similares en todo el planeta.

Múltiples células de circulación, atmósfera de muy alta densidad y nubes espesas/polvo para absorber la insolación, todo conspira para hacer que las condiciones de la superficie sean siempre las mismas.

Venus también tiene muy poca inclinación axial, por lo que no tendría mucho para las estaciones, incluso si tuviera solo 1 presión atmosférica estándar. Pero podría adaptar su historia con Venus en mente.

https://en.wikipedia.org/wiki/Atmosphere_of_Venus#Circulation

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